第3章直流电机

《第3章直流电机》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3章直流电机近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机（变频电机）不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值!3.1概述直流电机自身有着显著的优点，如直流电动机有良好的起动性能和调整性能，直流发电机供电质量较好。但与交流电机相比自身又有着缺点，如直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差。直流电机的用途伺服测速电源励磁机本章主要内容1、直流电机的工作原理和基本结构3、电机的磁动势和磁场5、直流电机的基本方程式4、导出电机的电动势和电磁转矩公式2、电机的电枢绕组6、直流电机的稳态运行性能3.1直流电机的工作原理

2、和基本结构一、直流电机的工作原理固定部分（定子）：主磁极N和S；（如图3－1）表示一台直流电机的模型。1、直流电机的结构旋转部分（转子）：电枢铁心；电刷；电枢绕组AX(一个线圈)；换向器。定子与转子之间为气隙。直流电机的工作原理直流电机模型直流电机的工作原理磁场方向规定NS从电枢进入磁极的磁通方向为正方向N极下的磁通方向为负S极下的磁通方向为正+气隙磁场的分布波形直流电机的工作原理磁场分布NS直流发电机的工作原理发电机是电磁感应定律应用的一个实例。线圈电动势的波形2、直流发电机的工作原理发电机：虽然线圈AX电动势是交流电动势，但由于换向器的整流作用，电刷间的

3、输出电动势却是直流电动势。电刷间的电动势波形直流电机的工作原理发电机运行的机电总结电枢绕组内部电动势和电流是交流电电刷间的电动势和电流是直流电电磁转矩的方向与电枢转动方向相反，是制动性质直流电动机的工作原理电动机是电磁力应用的一个实例。电动机：在直流电动机中，外加电压并非直接加于线圈，而是通过电刷、和换向器再加到线圈上的。所以，导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终保持不变。直流电机的工作原理发电机惯例和电动机惯例脉动的减小电刷上的电动势(如图3－3)。电枢绕组由多个线圈串联而构成的，实现方法：直流电机的主要部件直流电

4、机定子转子机座换向极主磁极电刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组主要由定子、转子两部分组成直流电机的主要部件直流电机的主要部件1.主磁极作用：建立主磁场。构成：主极铁心（用1~1.5mm厚的钢板冲片叠压而成）和套装在铁心上的励磁绕组。换向极构成：由铁心和绕组组成。作用：改善换向。机座直流电机的主要部件构成：用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。作用：1、主磁路的一部分；2、电机的结构框架。电枢铁心作用：1、主磁路的一部分；2、电枢绕组的支撑部件。构成：一般用厚0.5㎜且冲有齿、槽的DR530或DR510的硅钢片叠压夹紧而成。电枢绕组作用：直流电机的电路部分。

5、构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用槽楔压紧。5.换向器作用：整流（发电机）或逆变（电动机）。构成：由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒片间用V形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而构成。直流电机的主要部件6.直流电机电枢电刷装置作用：电枢电路的引出（或引入）装置。构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。国产直流电机的结构三、励磁方式励磁绕组的供电方式称为励磁方式。直流电机按励磁方式可分：他励自励复励式(图3-5d)：装有两个励磁绕组，一为与电1、他励式（如图3-12a）其励磁绕组由其他电源供电，励磁绕组与电枢绕组不相连。2

6、、自励式（励磁绕组与电枢绕组相连）发电机：利用自身发出的电流励磁；电动机：励磁绕组和电枢绕组由同一电源供电。并励式：励磁绕组与电枢绕组并联；串励式(图3-5c)：励磁绕组与电枢绕组串联；枢并联的并励绕组，二为与电枢串联的串励绕组。+-串励式+-复励式直流电机的额定值电机根据设计数据和试验数据而确定的正常运行状况称为额定运行工况.表征额定运行工况的物理量称为电机的额定值额定功率：PN额定电压：UN额定电流：IN额定转速：nN额定效率：ηN额定转据：TN直流电机的额定值电机的额定功率定义为电机的额定输出功率1.对于发电机来说是其电端口输出的电功率.2.对于电动机

7、来说是其转轴上输出的机械功率.直流电机的额定值额定值是客观评价和选择电机的基本数据根据，一般来说都应该让电机运行于额定状态过载运行导致电机过热，加速绝缘老化，降低使用寿命甚至烧毁电机轻载运行电机效率降低，浪费电机容量总之，额定运行是电机最经济、安全以及总体最佳的运行状态直流电机的额定值例2.1已知一台直流发电机:PN=180kW,UN=230V,ηN=89.5%,求输入额定功率和额定电流。例2.2已知一台直流电动机:PN=100kW,UN=220V,ηN=89%,求输入额定功率和额定电流。2.2直流电机的电枢绕组直流电机的主电路，感应电动势、流过电流产生电磁

8、转矩，是实现机电能量转换的枢纽。电枢绕组——功率绕组